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El láser y sus aplicaciones



Partes: 1, 2

    1. Resumen
    2. Breve reseña
      histórica acerca del surgimiento del rayo
      láser
    3. Características
      generales de la luz láser
    4. Tipos de
      laser
    5. Aplicaciones del
      láser
    6. Aplicaciones a
      la medicina
    7. Aplicaciones a la
      computación
    8. Aplicaciones
      a la holografía
    9. Aplicaciones a
      la ingeniería mecánica
    10. Soldadura con
      láser
    11. Tratamientos
      superficiales con láser
    12. Corte mediante
      láser
    13. Taladrado y
      punzonado
    14. Marcado mediante
      láser
    15. Ilustraciones
      de algunos procesos efectuados por
      láser
    16. Micro:
      reparación de moldes y matrices por
      láser
    17. Otras
      aplicaciones del laser
    18. Algunas
      noticias interesantes acerca del
      láser
    19. Conclusiones
    20. Bibliografía
      utilizada

    Resumen

    En este trabajo se
    realiza un estudio acerca del láser en
    cuanto a: sus características generales, los procesos que
    intervienen en su emisión, los tipos que existen,
    además explicaremos sus aplicaciones en algunas ramas de
    la ciencia
    principalmente vinculadas con la Ingeniería Mecánica. Es nuestro objetivo dejar
    claro la importancia que tiene el láser en la
    Ingeniería Mecánica, pues se ha convertido en un
    factor determinante en la realización de determinados
    procesos industriales con una extremada calidad y
    precisión, siendo muy usados en estos tiempos. El
    láser es una herramienta muy útil para el
    procesamiento de materiales,
    este permite realizar soldaduras, cortes, tratamientos
    superficiales, taladrados y punzonados de una forma
    verdaderamente eficiente y más rápida que los
    métodos
    convencionales ya que es fácil su control
    automático. En el trabajo se
    podrán ver algunos datos
    interesantes de la realización de estos procesos.
      

    Introducción

    Cuando se inventó el láser en 1960, se
    denominó como "una solución buscando un problema a
    resolver", desde entonces se han vuelto
    omnipresentes, comenzaremos así diciendo que
    la palabra láser designa a todos aquellos
    dispositivos que generan un haz de luz coherente
    como consecuencia de una emisión inducida o estimulada,
    descubierto dicho comportamiento
    en 1916 por Albert
    Einstein; aunque de la historia de la Física Moderna se
    conoce que el primer láser fue desarrollado por Maiman en
    1960 (utilizando como medio activo un cristal cilíndrico
    de rubí). Su nombre se debe a un
    acrónimo del inglés
    LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of
    Radiation – "Amplificación de Luz por Emisión
    Estimulada de Radiación").

    Existen numerosos tipos de láseres que se pueden
    clasificar de muy diversas formas siendo la más
    común la que se refiere a su medio activo o conjunto de
    átomos o moléculas que pueden excitarse, de manera
    que se crea una situación de inversión de población obteniéndose radiación
    electromagnética mediante emisión estimulada.
    Este medio puede encontrarse en cualquier estado de la
    materia:
    sólido, líquido, gas o plasma.
    Otra de las clasificaciones se refiere a que los láseres
    pueden ser de estado sólido, de colorantes, de gases como por
    ejemplo el de CO2; el de diodos semiconductores y
    el láser de electrones. En el desarrollo del
    trabajo como se vera mas adelante abarcaremos la mayoría
    de estos tipos de láseres y trataremos de
    esquematizar los niveles de energía de los centros
    activos en los
    cuales tiene lugar la emisión láser, asimismo
    explicaremos el efecto del bombeo en particular sobre el medio
    activo, proporcionaremos también su funcionamiento y a su
    vez un resumen de las dificultades que presenta, y por ultimo la
    forma en que éstas son solucionadas en la práctica.
    Finalmente, se incluye una sección donde se mencionan
    algunas de las aplicaciones más importantes actuales o
    potenciales y en la mayoría de los casos enfocando estas
    aplicaciones a la ingeniería como habíamos
    anunciado anteriormente.

    BREVE RESEÑA
    HISTÓRICA ACERCA DEL SURGIMIENTO DEL RAYO
    LASER

    Albert Einstein estableció, en 1916, los
    fundamentos para desarrollar el láser y sus predecesores,
    lo máseres, usando la ley de
    radiación de Max Planck que se basa en los conceptos de
    emisión inducida y espontánea de radiación,
    esta teoría
    fue olvidada hasta después de la Segunda Guerra
    Mundial. Luego en 1953, Charles H. Townes y un grupo de
    estudiantes de posgrado, confeccionaron el primer máser,
    este dispositivo funcionaba mediante los mismos principios
    físicos que el láser pero produce un haz coherente
    de microondas en
    lugar de un haz de luz que pueda verse. Este láser de
    Townes, era no podía funcionar de forma continua. Existen
    varios eventos
    históricos que se relacionan con la historia del
    láser; en 1917, el físico Albert Einstein
    fundó el concepto de
    လemisión estimuladaá€, el
    mismo, luego dio paso al desarrollo de la luz láser. En
    1947, Los Físicos R. C. Rutherford y Willis E. Lamb,
    demostraron la emisión del láser por primera vez;
    en 1951 aparece Townes con sus asistentes de posgrado, quienes
    inventan el máser, los mismos son galardonados con el
    premio Nobel en Física en el año 1964.

    En 1958, los físicos Charles H. Townes y Arthur
    L. Schawlow, fueron los primeros en publicar un artículo
    detallado sobre las aplicaciones de los máseres
    óticos; en 1960, ambos presentan su tecnología
    láser y en base a sus descubrimientos los físicos
    Mirek Stevenson y Peter P. Sorokin, desarrollaron el primer
    láser de uranio. . En 1962
    son inventados los láser
    semiconductores
    Investigadores de GE, IBM y
    del Laboratorio
    Lincoln del
    MIT, descubren que los dispositivos diodos basados en el
    semiconductor arseniuro de galio (GaAs) convierten la energía
    eléctrica en luz. En 1969, se descubre la
    primera aplicación industrial del láser al ser
    empleado en soldaduras de los elementos de chapa en el armado de
    vehículos. En 1980, un grupo de físicos
    pertenecientes a la Universidad de
    Hull registran la primer emisión de láser en el
    campo de los rayos X.
    En 1985 se comienzan a vender en todas partes
    los primeros discos compactos en donde un haz de láser de
    baja potencia se
    encarga de လleerဠlos datos que
    fueron codificados y puestos dentro de este
    disco.
    Luego esa señal
    analógica permitirá escuchar los archivos
    musicales. Billones de láser semiconductores
    fueron fabricados cada año para ser usados en telecomunicaciones. Por último
    en el año 2003, la aparición del escaneo
    láser permite al museo británico realizar
    exhibiciones virtuales además de poder grabar
    gigabytes de información en las microscópicas
    cavidades de un DVD o CD.

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